Modelo de simulação (emulador)

Como descrito nas seções anteriores, o desenvolvimento do sistema foi iniciado com a construção do modelo conceitual. Este foi desenvolvido na linguagem IDEF-SIM, proposta por Montevechi et al (2010). A Figura 30 apresenta o modelo conceitual desenvolvido para a Estação 2, pode-se perceber que a entidade E1 representa a entrada do sistema. Após o start-up da comunicação as entidades seguem por F1, onde todas as entradas são iniciadas com nível lógico idêntico ao do sistema real.

Figura 30: Modelo conceitual Estação 2

A função F2 recebe um sinal do software de programação do CLP com o status da variável RECUA_X, que representa a saída que aciona o recuo da guia. Caso o sinal seja de nível lógico 1 o processo segue normalmente, caso contrário o processo é interrompido até que este seja acionado.

A função F3 atribui nível lógico 1 a variável X_0, indicando que a guia atingiu o sensor de fim de curso e encontra-se recuada. A função F4 atribui nível lógico 1 a variável PECA_INICIO_ESTEIRA, indicando que o sensor indutivo foi acionado e existe peça entrando na esteira. A função F5 libera a passagem da entidade se a guia estiver sendo avançada, a partir de um sinal vindo do software de programação do CLP com a variável AVANCA_X assumindo nível lógico 1. Ao passar pela função F6 é atribuído nível lógico 0 a variável X_0, sinalizando que o sensor de fim de curso foi desacionado. M1 indica a movimentação da guia da posição recuada para a posição intermediária.

No momento em que a entidade chega à função F7 é atribuído nível lógico 1 a X_INT, indicando que o sensor intermediário foi a acionado e a guia está

centralizada. Seguindo o fluxo do processo, F8 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável MOTORESTEIRA, que representa a saída que aciona a esteira.

Estando a esteira acionada, a função F9 atribui nível lógico 0 a variável PECA_INICIO_ESTEIRA, indicando que o sensor indutivo foi acionado, e através da movimentação M2 a mesma está sendo deslocada sobre a esteira.

A função F10 atribui nível lógico 1 e F11 nível lógico 0 a variável PECA_GRANDE, representando um pulso no sensor óptico de barreira do sistema real, que é ativado quando uma peça grande percorre a esteira. A movimentação M3 representa o deslocamento da peça do sensor óptico de barreira até o final da esteira.

A função F12 atribui nível lógico 1 a variável PECA_GUIA, o que equivale ao acionamento do sensor óptico de barreira, presente no sistema real no interior da guia, e onde o mesmo indica que a peça já se encontra na guia. A função F13 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável RECUA_X, que representa a saída que representa o retorno da guia para a posição inicial.

Então, a função F14 atribui nível lógico 0 a variável X_INT, que indica que o sensor intermediário foi desacionado devido a movimentação M4 a guia está se movendo e deslocando a peça grande para o seu devido fluxo de processo.

A função F15 atribui nível lógico 1 a variável X_0, sinalizando que o sensor de fim de curso foi acionado, o que através da lógica de programação do CLP emite o comando de parada da guia. Já a função F16 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável AVANCA_Z, que representa a saída que aciona o atuador dupla haste. A função F17 atribui nível lógico 0 a variável Z_0, indicando que o sensor do atuador dupla haste recuado, presente no sistema real, foi desacionado e através da movimentação M5 a garra está descendo.

A função F18 atribui nível lógico 1 a variável Z_1, indicando que o sensor do atuador dupla haste avançado, presente no sistema real, foi acionado. A função F19 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável FECHA_GARRA, que representa a saída que aciona o fechamento da garra.

Após o fechamento da garra, F20 atribui nível lógico 0 a variável GARRA_ABERTA, indicando que o sensor de garra aberta, presente no sistema real, foi desacionado. A função F21 aguarda o sinal do software de programação do

CLP com o status da variável AVANCA_Z, e sendo o mesmo igual a zero, segue-se o fluxo do processo.

A função F22 atribui nível lógico 0 a variável Z_1 representado que a movimentação M6 esta realizando o recuo da garra. Então, a função F23 atribui nível lógico 0 para a variável PECA_GUIA, representando que a peça foi retirada pela garra da guia, e a função F24 nível lógico 1 a variável Z_0 representando que a garra esta recuada.

A função F25 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável AVANCA_Y, que representa a saída que aciona o atuador guiado. A função F26 atribui nível lógico 0 a variável Y_0, indicando que o sensor do atuador guiado recuado, presente no sistema real, foi desacionado e através da movimentação M7 o atuador guiado está avançando.

A função F27 atribui nível lógico 1 a variável Y_1, indicando que o sensor do atuador guiado avançado, presente no sistema real, foi acionado. A função F28 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável AVANCA_Z, que representa a saída que aciona o avanço do atuador dupla haste.

Se o nível lógico da variável AVANCA_Z ==1, a função F29 atribui nível lógico 0 a variável Z_0, indicando que o sensor do atuador dupla haste recuado, presente no sistema real, foi desacionado e através da movimentação M8 a garra está descendo.

A função F30 atribui nível lógico 1 a variável Z_1, indicando que o sensor do atuador dupla haste avançado, presente no sistema real, foi acionado. A função F31 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável FECHA_GARRA, que representa a saída que aciona o fechamento da garra.

Se o nível lógico da variável FECHA_GARRA ==0, a função F32 atribui nível lógico 1 a variável GARRA_ABERTA, indicando que o sensor de garra aberta está acionado e a peça grande foi liberada.

A função F33 aguarda o sinal do software de programação do CLP com o status da variável AVANCA_Z, onde se a mesma possuir nível lógico 0, a função F34 atribui nível lógico 0 a variável Z_1, indicando que o sensor do atuador dupla haste avançado foi desacionado e através da movimentação M9 a garra está subindo.

A função F35 atribui nível lógico 1 a variável Z_0, indicando que o sensor do atuador dupla haste recuado foi acionado. A função F36 aguarda o sinal do software

de programação do CLP com o status da variável AVANCA_Y, que representa a saída que aciona o atuador guiado. Se o nível lógico da variável AVANCA_Y == 0, a função F37 atribui nível lógico 0 a variável Y_1, indicando que o sensor do atuador guiado avançado foi desacionado e através da movimentação M10 o atuador está sendo recuado.

A função F38 atribui nível lógico 1 a variável Y_0, indicando que o sensor do atuador guiado recuado foi acionado e o processo foi concluído. O Quadro 2 apresenta uma descrição do modelo conceitual da Estação 2.

Quadro 2: Tabela descritiva modelo conceitual Estação 2

ELEMENTOS DESCRIÇÃO PARÂMETROS

E1 Peça grande

F1 Inicializa entradas do sistema

F2 Recebe o sinal da variável RECUA_X RECUA_X F3 Atribui nível lógico 1 a variável X_0 X_0=1 F4 Atribui nível lógico 1 a variável

PECA_INICIO_ESTEIRA

P_INICIO_EST== 1

F5 Recebe o sinal da variável AVANCA_X AVANCA_X F6 Atribui nível lógico 0 a variável X_0 X_0=0 F7 Atribui nível lógico 1 a variável X_INT X_INT=1 F8 Recebe o sinal da variável MOTORESTEIRA MOTORESTEIRA F9 Atribui nível lógico 0 a variável

PECA_INICIO_ESTEIRA

P_INICIO_EST =0 F10 Atribui nível lógico 1 a variável

PECA_GRANDE

PECA_GRANDE =1

F11 Atribui nível lógico 0 a variável PECA_GRANDE

PECA_GRANDE =0

F12 Atribui nível lógico 1 a variável PECA_GUIA PECA_GUIA=1 F13 Recebe o sinal da variável RECUA_X RECUA_X F14 Atribui nível lógico 0 a variável X_INT X_INT=0 F15 Atribui nível lógico 1 a variável X_0 X_0=1 F16 Recebe o sinal da variável AVANCA_Z AVANCA_Z

F17 Atribui nível lógico 0 a variável Z_0 Z_0=0 F18 Atribui nível lógico 1 a variável Z_1 Z_1=1 F19 Recebe o sinal da variável FECHA_GARRA FECHA_GARRA F20 Atribui nível lógico 0 a variável

GARRA_ABERTA

GARRA_ABERT A=0 F21 Recebe o sinal da variável AVANCA_Z AVANCA_Z F22 Atribui nível lógico 0 a variável Z_1 Z_1=0 F23 Atribui nível lógico 1 a variável Z_0 Z_0=1 F24 Atribui nível lógico 0 a variável PECA_GUIA PECA_GUIA=0 F25 Recebe o sinal da variável AVANCA_Y AVANCA_Y F26 Atribui nível lógico 0 a variável Y_0 Y_0=0 F27 Atribui nível lógico 1 a variável Y_1 Y_1=1 F28 Recebe o sinal da variável AVANCA_Z AVANCA_Z F29 Atribui nível lógico 0 a variável Z_0 Z_0=0 F30 Atribui nível lógico 1 a variável Z_1 Z_1=1 F31 Recebe o sinal da variável FECHA_GARRA FECHA_GARRA F32 Atribui nível lógico 1 a variável

GARRA_ABERTA

GARRA_ABERT A=1 F33 Recebe o sinal da variável AVANCA_Z AVANCA_Z F34 Atribui nível lógico 0 a variável Z_1 Z_1=0 F35 Atribui nível lógico 1 a variável Z_0 Z_0=1 F36 Recebe o sinal da variável AVANCA_Y AVANCA_Y F37 Atribui nível lógico 0 a variável Y_1 Y_1=0 F38 Atribui nível lógico 1 a variável Y_0 Y_0=1

M1 Movimento da guia da posição para a posição intermediária

M2 Movimento da peça da posição inicial até o meio da esteira

M3 Movimento da peça do meio da esteira até o final da mesma

M4 Movimento da peça, da intermediária para posição recuada

M6 Movimento de subida da garra M7 Movimento avanço atuador guiado M8 Movimento de descida da garra M9 Movimento de subida da garra M10 Movimento recuo atuador guiado

C1 Libera o processo se RECUA_X=1 RECUA_X=1

C2 Libera o processo se AVANCA_X=1 AVANCA_X=1

C3 Libera o processo se MOTORESTEIRA=1 MOTORESTEIRA =1

C4 Libera o processo se RECUA_X=1 RECUA_X=1

C5 Libera o processo se AVANCA_Z=1 AVANCA_Z=1

C6 Libera o processo se FECHA_GARRA=1 FECHA_GARRA =1

C7 Libera o processo se RECUA_Z=1 RECUA_Z=1

C8 Libera o processo se AVANCA_Y=1 AVANCA_Y=1

C9 Libera o processo se AVANCA_Z=1 AVANCA_Z=1

C10 Libera o processo se FECHA_GARRA=0 FECHA_GARRA =0

C11 Libera o processo se RECUA_Z=1 RECUA_Z=1

C12 Libera o processo se RECUA_Y=1 RECUA_Y=1

Após construção, verificação e validação do modelo conceitual este foi traduzido para o software Ururau para a construção do modelo de emulação. A Figura 31 apresenta uma imagem da tela do software Ururau após a tradução do modelo conceitual. Nota-se uma grande semelhança entre o modelo computacional e o conceitual, isso se dá pelo fato de o software Ururau ter desenvolvimento do modelo baseado em IDEF-SIM assim como o modelo conceitual.

Figura 31: Modelo computacional em Ururau

Após desenvolvimento do modelo de emulação este foi integrado ao sistema de controle e supervisão. Para isto, foram utilizadas 2 redes de comunicação, a primeira tem por objetivo permitir a troca de informações entre os CLP’s, utilizando o padrão físico RS-422. O protocolo da camada de enlace utilizado foi o serial link. Esta rede possibilita a interligação dos CLP’s considerados escravos, ao CLP mestre, os dados compartilhados pelos escravos são armazena-dos em endereços de memória do mestre. A segunda rede utilizada permite a troca de informações entre o modelo de simulação e o sistema de controle. O padrão de comunicação físico utilizado foi o RS 232 e o protocolo da camada de enlace host link. A Figura 32 apresenta um desenho esquemático da rede de controle e troca de dados entre o sistema de controle e o modelo de simulação.

Figura 32: Esquema das redes de comunicação utilizadas